長文読解 第1回（目標20分以内）
次の英文を読んで、以下の問いに回答せよ。
（A）The telephone works by converting acoustic energy into electrical energy. It turns the sound waves of the speaker’s voice into a varying electric current which is sent along a wire and is then turned back into sound waves. The telephone consists of a transmitter and a receiver. The transmitter contains a metal box filled with carbon granules. The sound waves from the speaker’s voice strike the side of the metal box, known as the diaphragm, causing the diaphragm to press against the carbon granules. This pressure varies as the sound waves vary and an electric current passing through the carbon granules is varied in accordance with the changes in the pressure on the carbon granules. The variable current is an electric copy of the sound waves, and is sent along a wire to the receiver.
（B）The receiver contains an electromagnet and a thin disc capable of vibrating. The variable electric current enters the electromagnet which varies in strength according to the variations in the current it receives. The variations in the strength of the electromagnet causes the thin disc to vibrate, producing sound waves, which are a reproduction of the sound waves produced when the speaker talked into the transmitter. This enables the person listening on the receiver to hear what the person speaking into the transmitter has said. The invention of the telephone also involved the invention of the microphone and the loudspeaker. The microphone is the device in the transmitter which converts the speaker’s sound waves into a variable electric current while the loudspeaker is contained in the receiver and converts the electrical current back into sound waves so the listener can hear what the speaker has said.
（C） Alexander Graham Bell is usually credited with the invention of the telephone which was patented in 1876. However at least ten people before him had the idea of the telephone and two of them produced a practical telephone. Philipp Reis made a telephone in 1863 but did not take out a patent. Elisha Gray also invented a telephone but was beaten to the patent office by Bell by a few hours. This is an example of no one making the invention of the telephone for the two hundred thousand years of human existence and then all of a sudden a number of people invent it at the same time. This shows the telephone could not have been invented before it was invented as certain necessary prior discoveries and inventions had not been made. But as soon as those discoveries and inventions had been made, and the right social conditions existed, then human ingenuity resulted in the invention of the telephone.
（D）Bell’s telephone used the same part of the phone for speaking and listening. Within a year Edison produced a phone which had a separate mouthpiece and earpiece and had a better transmitter. The first telephone exchange was created in 1878 in New Haven, Connecticut. It had 21 customers who were connected by operators sitting in front of a simple switchboard. Long distance calls began between Boston and New York in 1884 with copper wire replacing the iron wire which had previously been used. An automatic telephone exchange, which eliminated the need for operators to connect customers, was developed by Almon Strowger in the 1890’s. It became widely adopted early in the 20th century. Long distance telephony was made difficult by electromagnetic induction between the telegraph and telephone systems. This problem was fixed by the use of twisted twin cable conductors and by “chokes” in telegraph circuits so as to allow telephone messages to be sent on telegraph wires. This allowed long distance telephone calls to be a reality.
（E）The telephone system has had a dramatic effect on business and social life. It has assisted in the development of large scale national and international business and has kept families and friends in touch from all around the world. The number of telephones grew throughout the 20th century. In 1934 there were 33 million telephones in the world, by 1976 there was 380 million. By the 1970’s the vast majority of homes in the western world had a telephone. The growth in the telephone system was accompanied by a substantial decline in the use of the electric telegraph system.
（F）The telephone could not have existed without a means of converting sound waves into electrical waves and vice versa. The telephone was also dependent upon the ability to send an electric current down a wire. If nature did not make these things possible there would have been no telephone system. It is the particular properties of the carbon granules that they will conduct the electric current in proportion to how closely packed together they are and the closeness will vary in accordance to the pressure on them from the diaphragm. If neither carbon granules or any other material was able to cause the variation in the electric current then there would have been no telephones. The telephone would also never have existed but for the existence of electrons and that certain materials are easily able to lose electrons and conduct an electric current. Equally important is that other materials do not gain electrons and so are able to act as insulators to stop the current being lost to the air. If these materials were not available in nature we would not be able to send an electric current down a wire and there would be no telegraph, telephone or internet over telephone wires. It is the existence of these materials that makes possible the telegraph, telephone and internet so it can be said that the structure of nature, particularly the existence of electrons and conducting and insulating materials has a major effect on human social and cultural history.
（G）The telephone could not have been invented until it had been discovered how to turn sound waves into electric vibrations and how to send an electric current down a wire. These discoveries were dependent upon a series of prior discoveries such as the electromagnet and the battery which were themselves dependent upon earlier discoveries in the history of electricity. This means there was a definite time in human history when the telephone could have been invented. Only when the practice of systematic experimentation had been adopted at the time of the scientific revolution in 16th century Europe was the knowledge of electricity able to grow until it reached the stage of people being able to send a controlled electric current down a wire. The knowledge of how to convert sound waves into electrical vibrations also could not have been acquired until humans became aware of the properties of carbon granules and how to create and control an electric current. The invention of the microphone which converts sound waves into electric currents took place at the time in history when it was able to take place. It could not have taken place any earlier due to the necessity of prior discoveries and inventions.
（H）The telephone was invented after the telegraph as the telegraph was an easier invention than the telephone. The telegraph involved sending and controlling an electric current, a simpler invention than turning sound waves into electrical vibrations. The invention of the telephone involved many of the same problems as the invention of the telegraph, but additionally required the invention of the microphone and the loudspeaker so it was always going to be invented after the telegraph. This meant there was always going to be a brief period when the telegraph dominated long distance communication before the telephone took over.
（I）It is clear that the telephone could only be invented due to the existence of certain materials in the environment such as carbon granules, electrons, and conducting and insulating materials. If these materials did not exist, then the telephone could not have been invented. It is equally clear the telephone could only have been invented, when it was invented, as before that time humans did not know enough about the materials used in the invention of the telephone, to allow them to invent the telephone. Prior discoveries concerning these materials were necessary before the telephone could be invented. The social and cultural consequences of the invention of the telephone could obviously only take place after the invention of the telephone.
出典：Invention of the Telephone, by Rochelle Forrester, History of Science and Technology, 2020
問1．実用的な電話を最初に作成したのは誰か、日本語で回答せよ。
問2．電話の発明に必要だった要素として本文中ではどのようなものが挙げられているか、日本語で回答せよ。
問3．筆者の主張を簡潔にまとめ、日本語で回答せよ。
» （解答例）
【解答例】
問1．
フィリップ・ライズ
問2．例えば以下のようなものが挙げられている。
・音波を電波に、あるいは電波を音波に変換する手段（マイクロフォンとラウドスピーカーの発明）
・電線に電流を流す手段
・導電材料の発見と実用化
問3．
電話が発明されたのは、送電を実現する材料と技術が存在し、電話機を発明するのに十分な知識を有している人間が現れてからでしか起こり得ない。
もしくは
発明とは、それを実現する材料と技術が存在しており、発明のための十分な知識を有する人物が現れた後でのみ実現されるものである。
【コメント】
電話の発明に焦点を当てている文章を題材として作題しました。本文のテーマは電話ですが、筆者の主張は電話以外の様々な発明に対しても通用する一般的な経験則だと言えるでしょう。アイデアがあっても技術力や科学的理解が追い付かず実用化に至らなかった例としては、電話の他にも多くの事例があります。例えばニコラ・テスラの「空中送電」なんかはその好例でしょう。当時、彼には僅かな理解者しかおらず無念のうちに生涯を終えましたが、今や彼の科学の先見性は100年先を行くものだったと言われるほど評価されています。
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» （訳例）
（A）電話は、音波のエネルギーを電気エネルギーに変換することで機能する。話し手の声の音波を変化する電流に変え、それを電線に乗せて送り、また音波に戻すのである。電話機は、送信機と受信機から構成されている。送信機の中には、炭素の粒を詰めた金属の箱が入っている。話し手の声から出る音波は、振動板と呼ばれる金属の箱の側面に当たり、振動板が炭素の粒を押す。この圧力は音波の変化に応じて変化し、炭素粒にかかる圧力の変化に応じて炭素粒を通過する電流を変化させる。変化した電流は音波を電気的にコピーしたもので、電線を伝って受信機まで送られる。
（B）受信機には、電磁石と振動可能な薄い円盤がある。電磁石は、電流の変化に応じて強さが変化する。電磁石の強さの変化により、薄い円盤が振動し、スピーカーが送信機に向かって話したときの音波を再現した音波が発生する。この音波は、話し手が送信機に向かって話したときの音波を再現したもので、受信機で聞いた人は、送信機に向かって話した内容を聞き取ることができる。電話の発明には、マイクとスピーカーの発明も含まれている。マイクは、話し手の音波を電流に変換する送信機の装置で、スピーカーは受信機の中にあり、電流を音波に変換して、話し手が言ったことを聞き取れるようにするものである。
（C）電話の発明は、1876年に特許を取得したアレクサンダー・グラハム・ベルによるとされている。しかし、彼より前に少なくとも10人が電話のアイデアを持ち、そのうちの2人が実用的な電話を作っていた。1863年にフィリップ・ライズが電話を作ったが、特許は取っていない。エリシャ・グレイも電話を発明したが、ベルに数時間差で特許庁に先んじられた。このように、20万年の間、誰も電話を発明しなかったのに、ある日突然、何人もの人が同時に電話を発明したのである。このことは、電話が発明される前には、ある必要な先行発見や発明がなされていなかったことを示している。しかし、そのような発見や発明がなされ、適切な社会的条件が整えば、人間の創意工夫によって電話が発明されたのである。
（D）ベル社の電話は、話すときと聞くときに同じ部分を使うものだった。しかし、1年も経たないうちにエジソンが、送話口と受話口が分離した、より高性能な電話機を開発しました。最初の電話交換機は、1878年にコネチカット州のニューヘブンで作られました。そこには21人の顧客がおり、簡単なスイッチボードの前に座っているオペレーターによって接続されていた。1884年には、それまで使われていた鉄線に代わって銅線が使われ、ボストン-ニューヨーク間の長距離通話が開始された。1890年代には、アルモン・ストローガーが自動電話交換機を開発し、オペレーターによる接続が不要になった。20世紀初頭に広く普及した。長距離電話は、電信と電話の間の電磁誘導のために困難であった。この問題は、ツイスト・ツイン・ケーブルの導体や、電信回路に「チョーク」を使用することで、電話メッセージを電信線に乗せて送ることができるようになった。これによって、長距離電話も可能になった。
（E）電話システムは、ビジネスや社会生活に劇的な影響を与えた。また、家族や友人と世界各地から連絡が取れるようになった。電話の数は20世紀を通じて増加した。1934年、世界には3,300万台の電話があったが、1976年には3億8,000万台となった。1970年代には、西欧諸国では大半の家庭に電話が普及した。電話の普及に伴って、電信の利用は大幅に減少した。
（F）電話機は、音波を電波に、あるいは電波を音波に変換する手段なしには存在し得なかった。また、電線に電流を流すことができなければ、電話も存在し得ない。もし、自然がこれらのことを可能にしなければ、電話システムは存在しなかっただろう。炭素の粒が、どれだけ密集しているかによって電流が流れるかどうかが決まり、その密集度は、振動板からかかる圧力によって変化する。もし、炭素の粒も他の物質も、電流の変化を引き起こすことができなければ、電話機は存在しなかっただろう。また、電子が存在し、ある物質が電子を失いやすく、電流を流しやすいということがなければ、電話機は存在しなかっただろう。同様に重要なのは、電子を増やさない物質があることで、電流が空気に流されないように絶縁体として機能する。もしこれらの物質が自然界に存在しなければ、電線に電流を流すことはできず、電信や電話、電話線を使ったインターネットも存在しなかっただろう。つまり、自然界の構造、特に電子や導電性・絶縁性の物質の存在が、人類の社会・文化史に大きな影響を及ぼしていると言える。
（G）電話も、音波を電気振動に変える方法と、電流を電線に流す方法が発見されて初めて発明されたものである。これらの発見は、電磁石や電池など、電気の歴史における一連の先行発見に依存していたのである。つまり、電話が発明された時期というのは、人類の歴史の中で決まっていたのである。16世紀のヨーロッパで科学革命が起こり、体系的な実験が行われるようになって初めて、電気に関する知識は、制御された電流を電線に流すことができる段階まで成長することができるようになった。音波を電気振動に変換する方法も、炭素の粒の性質や電流の作り方、制御の仕方を知るまでは習得することができなかった。音波を電流に変換するマイクロフォンの発明は、それが可能な歴史的な時期に行われたのである。それ以前の発見や発明の必要性から、それ以前にはあり得なかったのである。
（H）電話機は、電信機の後に発明されたもので、電信機は電話機よりも簡単な発明だったからだ。電信は電流を送り、制御するもので、音波を電気振動に変えるより簡単な発明だった。電話の発明には、電信の発明と同じような問題が多くあったが、さらにマイクロフォンとラウドスピーカーの発明が必要だったため、電信の後に発明されることになったのである。つまり、長距離通信は電信が独占していた時期があり、その後、電話がその座を奪うことになる。
（I）このように、電話が発明されたのは、炭素の粒、電子、導電材料、絶縁材料など、環境に存在する特定の材料があったからであることは明らかである。もし、これらの物質が存在しなければ、電話は発明されなかったはずである。電話機が発明されたのは、それが発明されたときだけであり、それ以前の人類は電話機の発明に使われた材料について、電話機を発明するのに十分な知識を持っていなかったことは、同様に明らかだ。電話機が発明される前に、これらの材料に関する事前の発見が必要だった。電話の発明がもたらした社会的、文化的な結果は、明らかに電話の発明後にしか起こり得ない。
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